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基于核心素养背景在高中物理课堂中开展深度学习的策略

杨序军
  
学术与研究
2024年5期
四川省渠县中学 邮编 635200

摘要:本文基于高中物理核心素养的四个维度,即物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任,探讨在高中物理课堂中开展深度学习的策略。通过结合具体科目知识点,提出三项策略,分别从引导学生建立深刻的物理观念、培养科学思维能力、促进实验探究的深度发展等方面展开。通过本文的研究,旨在为高中物理教学提供可行的策略,促使学生更好地理解和应用物理知识,培养科学素养,形成积极的科学态度与责任心。

关键词:高中物理、核心素养、深度学习、物理观念

高中物理课程是学生接触自然科学的重要阶段,而核心素养则是评价学科素养的重要标准。物理学科的核心素养包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个方面,这些素养共同构建了学生对物理学科的全面认识。然而,在实际教学过程中,教师常常面临学生对于抽象概念难以理解、实验过程难以参与、科学思维能力不足等问题。基于这些问题,我们有必要重新思考如何通过创新教学策略,使高中物理课程更具吸引力、深度和启发性。在核心素养的指导下,我们将提出三项策略,旨在针对性地解决当前高中物理教学中的问题,引导学生更深层次地理解和运用物理知识,全面提升其科学素养。

一、引导学生建立深刻的物理观念

在高中物理教学中,学生对物理概念的深刻理解是形成科学素养的基础。通过引导学生建立深刻的物理观念,可以培养他们对物理学科的兴趣,同时提高对知识点的深度理解。

(一)概念整合与实例分析

首先,教师可以通过将相关物理概念进行整合,展示它们之间的内在联系。以力学中的牛顿三定律为例,教师可以通过实例分析,让学生理解三定律不是孤立存在的,而是相互关联的系统。通过引导学生分析实际生活中的例子,如汽车行驶、弹簧振动等,使其在具体情境中体会牛顿三定律的应用,从而深化对物理观念的理解。

(二)思维导图与概念图的绘制

其次,通过引导学生绘制思维导图和概念图,帮助他们将零散的知识点整合成系统性的结构。以电磁学中的电磁感应为例,教师可以要求学生绘制电磁感应的思维导图,明确各个概念之间的层次关系。这种可视化的学习方式有助于学生深入思考物理概念的内涵,提高对知识点的把握能力。

(三)对比实验设计与结果分析

最后,通过对比实验设计和结果分析,引导学生从实践中建构深刻的物理观念。以热学中的热传导为例,教师可以设计不同材质导热性能的实验,并引导学生分析实验结果。通过比较不同材质的导热性能,学生将更好地理解热传导的物理机制,形成对热学概念的深刻认识。

二、培养学生科学思维能力

在高中物理教学中,培养学生科学思维能力是关键任务之一。通过引导学生运用科学方法进行问题解决,可以提高其分析和解决问题的能力,从而更好地理解和应用物理知识。

(一)实证观察与数据分析

通过实证观察与数据分析,引导学生主动参与实验过程,培养他们的科学思维能力。以光学中的光的折射为例,教师可以设计实验让学生观察光在不同介质中的折射现象,并记录相关数据。通过分析实验数据,学生能够深入理解光的折射规律,培养他们运用科学方法解决问题的能力。

(二)问题导向的实践活动

通过问题导向的实践活动,引导学生在解决实际问题的过程中运用科学思维。以力学中的平抛运动为例,教师可以提出一个实际问题,如如何通过调整发射角度使得抛体飞得更远。学生需要运用数学模型和物理原理进行分析,并通过实践活动验证自己的猜想。这样的实践活动有助于培养学生发现问题、提出问题并解决问题的能力。

(三)模拟实验与数值模型的构建

通过模拟实验与数值模型的构建,引导学生运用计算工具进行科学探究。以热力学中的理想气体状态方程为例,教师可以引导学生使用计算机软件进行模拟实验,构建理想气体状态方程的数值模型。通过调整参数,学生可以深入理解状态方程中各个物理量的关系,培养他们对科学问题的数值模拟思维。

三、促进实验探究的深度发展

实验是高中物理学习中不可或缺的一环,但很多学生仅停留在实验现象的观察上,缺乏对实验背后原理的深刻理解。通过促进实验探究的深度发展,教师可以引导学生更深入地理解实验的目的和原理,提高实验的探究性和启发性。

(一)设计开放性实验问题

首先,通过设计开放性实验问题,引导学生自主思考和设计实验,培养其实验探究的能力。以波动性实验为例,教师可以提出一个开放性问题,如“在何种条件下能够产生最清晰的波纹?”学生需要自行设计实验步骤、选择实验器材,并通过实验验证和分析得出结论。这样的实验能够激发学生的求知欲望,提高其实验设计和分析问题的能力。

(二)引导实验结果的深层次分析

其次,引导学生对实验结果进行深层次分析,帮助他们理解实验现象背后的物理原理。以电学实验为例,教师可以设计一个电阻与电流关系的实验,学生在实验过程中收集数据,然后通过数学分析,深入探究电阻和电流之间的关系。这种深层次的分析有助于学生从实验中汲取更多物理知识。

(三)实验过程中引导提出新问题

最后,教师可以在实验过程中引导学生根据观察到的现象提出新问题,激发他们进一步思考和深入探究的欲望。以热学实验为例,学生在观察热传导实验时,教师可以引导提出问题:“在不同材质导热性能差异的基础上,我们如何进一步优化材料的导热性能?”这样的问题引导能够让学生在实验中不仅仅是观察现象,更能深入思考实验的应用和拓展。

总结

通过引导学生建立深刻的物理观念、培养科学思维能力以及促进实验探究的深度发展这三项策略,高中物理教学得以更为全面的提升。首先,学生通过深刻理解物理观念,不仅能够在知识点上取得更深层次的理解,而且能够将抽象的概念与实际情境相结合。其次,科学思维的培养使学生在解决问题时更具独立性和创造性,拓展了他们的思维边界。最后,实验探究的深度发展让学生在实践中不仅仅是观察,更能够深入理解实验背后的原理,激发了他们的实验探究兴趣。这三项策略的有机结合为学生提供了更全面、深入的学习体验,使其在高中物理学科中不仅能够获得知识,更能够培养出色的科学素养,为未来的学术和职业发展奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 李冰雅. 基于学科核心素养高中物理实验教学创新与实践[J]. 中学理科园地,2021,17(5):80-81.

[2] 胡路军. 基于核心素养高中物理命题的实践研究[J]. 考试周刊,2018(75):150. DOI:10.3969/j.issn.1673-8918.2018.75.139.

[3] 朱文敬. 聚焦核心素养,改革实验教学——以高中物理教学为例[J]. 数理天地(高中版),2023(8):72-74.

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